JP6270074B2 - Processing conditions for producing bioabsorbable stents - Google Patents

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Description

本発明は、ステントを形成するために管材料をレーザ加工することに関する。   The present invention relates to laser processing tubing to form a stent.

本発明は、ステントなどデバイスのレーザ加工に関する。レーザ加工は、レーザと目標材料との相互作用を介して行われる材料の除去を指す。一般的に言えば、これらのプロセスは、レーザ穿孔、レーザ切削、及びレーザ溝削り、マーキング、若しくはスクライビングを含む。レーザ加工プロセスは、熱エネルギー又は光化学エネルギーの形態で、光子エネルギーを目標材料に移送する。材料は、溶融及び吹き飛ばしによって、又は直接的な気化/切除によって除去される。   The present invention relates to laser processing of devices such as stents. Laser machining refers to the removal of material that occurs through the interaction of the laser and the target material. Generally speaking, these processes include laser drilling, laser cutting, and laser grooving, marking, or scribing. The laser processing process transfers photon energy to the target material in the form of thermal energy or photochemical energy. Material is removed by melting and blowing or by direct vaporization / ablation.

基材がレーザ加工されるとき、エネルギーが基材に伝達される。その結果、切れ刃を越えた領域がそのエネルギーによって改変され、それによりこの領域内の特性が影響を受ける。一般に、特性の変化は、製造中のデバイスの適正な機能に対して不都合なものである。したがって、一般に、除去される材料を越えたエネルギー伝達を低減又は解消し、したがって改変の広がり、及び影響を受ける領域のサイズを低減又は解消することが望ましい。   When the substrate is laser machined, energy is transferred to the substrate. As a result, the region beyond the cutting edge is altered by its energy, thereby affecting the properties within this region. In general, changes in properties are inconvenient for the proper functioning of the device being manufactured. Thus, it is generally desirable to reduce or eliminate energy transfer beyond the material being removed, thus reducing or eliminating the extent of modification and the size of the affected area.

レーザ加工のための多数の医療応用例の1つは、体の内腔内に実装されるように構成される半径方向拡張性の体内プロテーザの作製を含む。「体内プロテーザ」は、身体の内部に配置される人工デバイスに対応する。「内腔」は、血管など管状器官の空洞を指す。   One of many medical applications for laser processing involves the creation of a radially expandable endoprosthesis that is configured to be implemented within a body lumen. An “internal prosthesis” corresponds to an artificial device placed inside the body. “Lumen” refers to a cavity of a tubular organ, such as a blood vessel.

ステントは、そのような体内プロテーザの例である。ステントは、一般に、円筒形のデバイスであり、血管、又は尿路及び総胆管など他の解剖学的内腔のある区域を開いた状態で保ち、場合によっては拡張するように機能する。ステントは、しばしば、血管におけるアテローム硬化性狭窄の治療で使用される。「狭窄」は、体の通路又は開口部が狭くなること、又はその直径の収縮を指す。そのような治療において、ステントは、体の血管を補強し、血管系内での血管形成術後の再狭窄を防止する。「再狭窄」は、血管又は心臓弁において、見かけ上成功したその治療(バルーン血管形成術によれば、ステント挿入術、又は弁形成)後、狭窄が再発することを指す。   A stent is an example of such an endoprosthesis. Stents are generally cylindrical devices that function to keep open and possibly expand blood vessels or certain areas of other anatomical lumens such as the urinary tract and common bile duct. Stents are often used in the treatment of atherosclerotic stenosis in blood vessels. “Stenosis” refers to a narrowing of a body passage or opening, or a contraction of its diameter. In such treatment, the stent reinforces the body's blood vessels and prevents restenosis after angioplasty within the vasculature. “Restenosis” refers to the recurrence of stenosis in a blood vessel or heart valve after its apparently successful treatment (stenting or valvuloplasty according to balloon angioplasty).

ステントを用いた、罹患した部位又は病変の治療は、ステントの送達及び展開を共に必要とする。「送達」は、病変など、治療を必要とする血管内のある領域に、体の内腔を通ってステントを導入及び移送することを指す。「展開」は、治療領域にて内腔内でステントを拡張することを指す。ステントの送達及び展開は、カテーテルの一端周りでステントを位置決めし、カテーテルのその端部を、皮膚を通して体の内腔に挿入し、カテーテルを体の内腔内で所望の治療位置に進め、治療位置にてステントを拡張し、カテーテルを内腔から除去することによって行われる。   Treatment of affected sites or lesions with stents requires both delivery and deployment of the stent. “Delivery” refers to the introduction and transfer of a stent through a body lumen to an area within a blood vessel in need of treatment, such as a lesion. “Deployment” refers to expanding the stent within the lumen at the treatment area. Delivery and deployment of the stent involves positioning the stent around one end of the catheter, inserting that end of the catheter through the skin and into the body lumen and advancing the catheter to the desired treatment location within the body lumen. This is done by expanding the stent in position and removing the catheter from the lumen.

バルーン拡張性ステントの場合、ステントは、カテーテル上に配置されたバルーン周りに装着される。ステントの装着は、一般に、ステントをバルーン上に押し付ける、又は圧着することを必要とする。次いで、ステントは、バルーンを膨張させることによって拡張される。次いで、バルーンをしぼませ、カテーテルを引き抜くことができる。自己拡張ステントの場合、ステントは、伸縮可能なシース又はソックを介してカテーテルに固定されることがある。ステントが所望の体の位置にあるとき、シースを引き抜くことができ、それによりステントは自己拡張することができる。   In the case of a balloon expandable stent, the stent is mounted around a balloon placed on the catheter. Stent placement generally requires that the stent be pressed or crimped onto the balloon. The stent is then expanded by inflating the balloon. The balloon can then be deflated and the catheter can be withdrawn. In the case of a self-expanding stent, the stent may be secured to the catheter via a stretchable sheath or sock. When the stent is in the desired body position, the sheath can be withdrawn, thereby allowing the stent to self-expand.

ステントは、いくつかの機械的要件を満たすことができなければならない。まず、ステントは、血管の壁を支持するときステントに加わる構造荷重、すなわち半径方向圧縮力に耐えることができなければならない。したがって、ステントは、適切な半径方向強度及び剛性を有していなければならない。半径方向強度は、半径方向圧縮力に抗するステントの能力である。拡張された後で、ステントは、鼓動する心臓によって誘発される周期的な荷重を含めて、ステントを圧迫するようになり得る様々な力にもかかわらず、その有効寿命にわたってそのサイズ及び形状を適切に維持しなければならない。たとえば、半径方向に向かう力は、ステントを内向きに後退させがちなものとなり得る。一般に、後退を最小限に抑えることが望ましい。   The stent must be able to meet several mechanical requirements. First, the stent must be able to withstand the structural load applied to the stent when supporting the vessel wall, i.e., radial compressive force. Therefore, the stent must have adequate radial strength and stiffness. Radial strength is the ability of a stent to resist radial compression forces. After expansion, the stent is properly sized and shaped over its useful life, despite the various forces that can cause it to compress, including periodic loads induced by the beating heart. Must be maintained. For example, a radial force can be prone to retract the stent inward. In general, it is desirable to minimize retraction.

さらに、ステントは、圧着、拡張、及び周期的な荷重を許容するのに十分な柔軟性を有していなければならない。ステントは、圧着、拡張、及び周期的な荷重中にステント性能が悪影響を受けないように、破壊に対して十分な抵抗力を有するべきである。   Furthermore, the stent must have sufficient flexibility to allow crimping, expansion, and cyclic loading. The stent should have sufficient resistance to failure so that stent performance is not adversely affected during crimping, expansion, and cyclic loading.

最後に、ステントは、どのような有害な血管応答をも誘発しないように、生体適合性でなければならない。   Finally, the stent must be biocompatible so as not to induce any adverse vascular response.

ステントの構造は、一般に、当技術分野においてしばしばストラット又はバーアームと呼ばれる相互接続構造要素のパターン又は網を含むスカフォルディングで構成される。スカフォルディングは、ワイヤ、管、又は円筒形に巻かれた材料のシートから形成することができる。スカフォルディングは、ステントを(圧着することができるように)半径方向に圧縮し、(展開することができるように)半径方向に拡張することができるように設計される。   The structure of a stent is generally composed of scaffolding that includes a pattern or network of interconnecting structural elements often referred to in the art as struts or bar arms. Scaffolding can be formed from a wire, tube, or sheet of material rolled into a cylinder. The scaffolding is designed so that the stent can be radially compressed (so that it can be crimped) and radially expanded (so that it can be deployed).

ステントは、生分解性ポリマー材料を含めて、金属及びポリマーなど多数の材料で作られている。生分解性ステントは、たとえば血管の開通性を達成且つ維持するというその所期の機能、及び/又は薬物送達が達成されるまで、限られた期間の間、体内にステントが存在することが必要となり得る多数の治療応用例で望ましい。   Stents are made of a number of materials such as metals and polymers, including biodegradable polymer materials. Biodegradable stents require that the stent be present in the body for a limited period until, for example, its intended function of achieving and maintaining vascular patency and / or drug delivery is achieved. This is desirable in a number of potential therapeutic applications.

ステントは、レーザ加工を使用して管又はシート上にパターンを形成することによって作製することができる。基本的なレーザと材料との相互作用は同様であるが、各種材料(金属、プラスチック、ガラス、セラミックスなど)の間にいくつかの側面、すなわち様々な吸収特性がある。所望の結果を生み出すために、これは適切な波長を選択する際に重要である。適切な波長が選択された後で、パルスエネルギーとパルス持続時間の組合せが、そのタイプの材料にとって最適なプロセス条件を規定する。PLLA及びPLGAのような生分解性ポリマーの特性は、レーザ加工からのものなど、エネルギー伝達に対して非常に敏感である傾向がある。レーザシステムを選択し、生分解性ステントのより速いレーザ加工を可能にし、それらの特性に対する悪影響を最小限に抑える処理パラメータを定義する助けとなるように、レーザパラメータ及びレーザと材料との相互作用を理解するには、多くの努力が必要とされる。   Stents can be made by forming a pattern on a tube or sheet using laser processing. The basic laser-material interaction is similar, but there are several aspects between the various materials (metal, plastic, glass, ceramics, etc.), i.e. various absorption characteristics. This is important in selecting the appropriate wavelength to produce the desired result. After the appropriate wavelength is selected, the combination of pulse energy and pulse duration defines the optimum process conditions for that type of material. The properties of biodegradable polymers such as PLLA and PLGA tend to be very sensitive to energy transfer, such as from laser processing. Laser parameters and laser-material interactions to help select laser systems and define processing parameters that allow faster laser processing of biodegradable stents and minimize adverse effects on their properties It takes a lot of effort to understand.

本発明の様々な実施形態は、ステントを形成するために基材をレーザ加工する方法であって、薄壁のポリマー基材を用意するステップと、基材の壁を通って切削することができる、あるパルス幅及び波長を有するレーザビームで、薄壁のポリマー基材をレーザ加工し、加工済み縁部表面を有する構造要素を形成するステップであり、レーザビームが、加工済み縁部表面に隣接する表面領域内で基材を、ごく小さな度合いで改変し、改変が、縁部表面からの距離に伴うポリマーの弾性率の変動の一因となるボイド、ひび割れ、又はそれらの組合せを含む、ステップと、ボイド又はひび割れが深さ2ミクロン以下で存在し、又は弾性率が4ミクロン以下で収束するようにパルス幅及び波長を選択するステップとを含む方法を含む。   Various embodiments of the present invention are methods for laser processing a substrate to form a stent, the method comprising providing a thin-walled polymer substrate and cutting through the substrate wall. Laser processing a thin-walled polymer substrate with a laser beam having a certain pulse width and wavelength to form a structural element having a processed edge surface, wherein the laser beam is adjacent to the processed edge surface Modifying the substrate within a surface area to a minor degree, the modification comprising voids, cracks, or combinations thereof that contribute to variations in the modulus of the polymer with distance from the edge surface, And selecting the pulse width and wavelength so that voids or cracks are present at a depth of 2 microns or less, or the elastic modulus converges at 4 microns or less.

本発明の追加の実施形態は、ステントを形成するために基材をレーザ加工する方法であって、薄壁のPLLAポリマー基材を用意するステップと、レーザビームで薄壁のPLLAポリマー基材をレーザ加工して壁を通って切削し、加工済み縁部表面を有する構造要素を形成するステップとを含み、レーザビームのパルス幅及び波長が緑色範囲内にあり、パルス幅が1〜10psである、方法を含む。   An additional embodiment of the present invention is a method of laser processing a substrate to form a stent, comprising providing a thin walled PLLA polymer substrate, and applying a laser beam to the thin walled PLLA polymer substrate. Laser machining and cutting through the wall to form a structural element having a machined edge surface, the pulse width and wavelength of the laser beam are in the green range and the pulse width is 1-10 ps Including methods.

本発明のさらなる実施形態は、薄壁のPLLAポリマー基材を、構造要素を形成するように壁を通って切削するレーザビームでレーザ加工することによって形成された複数の、相互接続された構造要素を備え、構造要素が、加工済み縁部表面に対応する側壁を有し、側壁に隣接する表面領域が、レーザビームの、基材との相互作用によって引き起こされた損傷を有し、損傷が、縁部表面から深さ2ミクロン以下までの表面領域内で分散されたボイド又はひび割れを含む、ポリマーステント本体を含む。   A further embodiment of the present invention provides a plurality of interconnected structural elements formed by laser machining a thin wall PLLA polymer substrate with a laser beam that cuts through the wall to form the structural elements. The structural element has a side wall corresponding to the processed edge surface, the surface area adjacent to the side wall has damage caused by the interaction of the laser beam with the substrate, A polymer stent body comprising voids or cracks dispersed within a surface region from the edge surface to a depth of 2 microns or less.

ステントの図である。FIG. 管をレーザ加工するための機械制御式システムの図である。1 is a diagram of a machine controlled system for laser machining a tube. FIG. レーザビームが管と相互作用する領域の軸方向拡大図である。FIG. 3 is an enlarged axial view of a region where a laser beam interacts with a tube. 基材をレーザ加工することによって形成されたストラット又は構造要素の一部分の図である。FIG. 2 is a diagram of a portion of a strut or structural element formed by laser processing a substrate. 加工済み縁部表面に垂直なストラットの一部分の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a portion of a strut perpendicular to a processed edge surface. パルス幅と波長の組合せに関するレーザ加工済み縁部表面に隣接する表面領域のSEM画像である。3 is an SEM image of a surface region adjacent to a laser processed edge surface for a combination of pulse width and wavelength. パルス幅と波長の組合せに関するレーザ加工済み縁部表面に隣接する表面領域のSEM画像である。3 is an SEM image of a surface region adjacent to a laser processed edge surface for a combination of pulse width and wavelength. パルス幅と波長の組合せに関するレーザ加工済み縁部表面に隣接する表面領域のSEM画像である。3 is an SEM image of a surface region adjacent to a laser processed edge surface for a combination of pulse width and wavelength. パルス幅と波長の組合せに関するレーザ加工済み縁部表面に隣接する表面領域のSEM画像である。3 is an SEM image of a surface region adjacent to a laser processed edge surface for a combination of pulse width and wavelength. パルス幅と波長の組合せに関する弾性率対レーザ加工済み縁部の表面内への変位を示す図である。FIG. 6 shows the modulus of elasticity for the combination of pulse width and wavelength versus displacement into the surface of the laser processed edge. パルス幅と波長の組合せに関する弾性率対レーザ加工済み縁部の表面内への変位を示す図である。FIG. 6 shows the modulus of elasticity for the combination of pulse width and wavelength versus displacement into the surface of the laser processed edge. パルス幅と波長の組合せに関する弾性率対レーザ加工済み縁部の表面内への変位を示す図である。FIG. 6 shows the modulus of elasticity for the combination of pulse width and wavelength versus displacement into the surface of the laser processed edge. パルス幅と波長の組合せに関する弾性率対レーザ加工済み縁部の表面内への変位を示す図である。FIG. 6 shows the modulus of elasticity for the combination of pulse width and wavelength versus displacement into the surface of the laser processed edge. パルス幅と波長の組合せに関する弾性率対レーザ加工済み縁部の表面内への変位を示す図である。FIG. 6 shows the modulus of elasticity for the combination of pulse width and wavelength versus displacement into the surface of the laser processed edge. パルス幅と波長の様々な組合せで加工されたステントの側壁表面を示すSEM画像である。3 is an SEM image showing the sidewall surface of a stent processed with various combinations of pulse width and wavelength. パルス幅と波長の様々な組合せで加工されたステントの側壁表面を示すSEM画像である。3 is an SEM image showing the sidewall surface of a stent processed with various combinations of pulse width and wavelength. パルス幅と波長の様々な組合せで加工されたステントの側壁表面を示すSEM画像である。3 is an SEM image showing the sidewall surface of a stent processed with various combinations of pulse width and wavelength. パルス幅と波長の様々な組合せで加工されたステントの側壁表面を示すSEM画像である。3 is an SEM image showing the sidewall surface of a stent processed with various combinations of pulse width and wavelength.

本発明の実施形態は、ステントを製造するためにポリマー基材をレーザ加工する方法に関する。より具体的には、これらの実施形態は、レーザシステムと、ポリマーに対するレーザの悪影響を低減又は解消し、ポリマー材料の表面特性及びバルク特性など、材料の機能的な特性の保存を最大化するパラメータとを選択及び実装することに関する。   Embodiments of the invention relate to a method of laser processing a polymer substrate to produce a stent. More specifically, these embodiments provide a laser system and parameters that reduce or eliminate the adverse effects of the laser on the polymer and maximize the preservation of the functional properties of the material, such as the surface and bulk properties of the polymer material. And selecting and implementing.

一般に、ステントは、実装される体の内腔と適合する事実上どのような構造的パターンをも有することができる。典型的には、ステントは、周方向リング、及び長手方向に延びるストラット又はバーアームの相互接続構成要素のパターン又は網で構成される。一般に、ストラットはパターンをなして配置され、これらのパターンは、血管の内腔壁に接触するように、また血管開通性を維持するように設計される。   In general, a stent can have virtually any structural pattern that is compatible with the body lumen to be mounted. Typically, a stent is comprised of a circumferential ring and a pattern or network of longitudinally extending strut or bar arm interconnecting components. In general, the struts are arranged in a pattern, and these patterns are designed to contact the lumen wall of the blood vessel and maintain vascular patency.

ステントの例示的な構造が図1に示されている。図1は、ストラット12で構成されるステント10を示す。ステント10は、リンク用ストラット又はリンク16によって接続された、相互接続された円筒形リング14を有する。本明細書に開示されている実施形態は、ステントの作製、又は図1に示されているステントパターンに限定されない。これらの実施形態は、他のステントパターン及び他のデバイスに容易に適用可能である。パターンの構造の変型形態は、事実上無制限である。作製されるステント(圧着及び展開前)の外径は、0.2〜5.0mmの間とすることができる。冠動脈用では、作製されるステントの直径は、2.5〜5mmである。ステントの長さは、応用例に応じて約6〜12mm以上の間とすることができる。   An exemplary structure of a stent is shown in FIG. FIG. 1 shows a stent 10 composed of struts 12. Stent 10 has interconnected cylindrical rings 14 connected by linking struts or links 16. The embodiments disclosed herein are not limited to making a stent or the stent pattern shown in FIG. These embodiments are readily applicable to other stent patterns and other devices. Variations in the structure of the pattern are virtually unlimited. The outer diameter of the produced stent (before crimping and deployment) can be between 0.2 and 5.0 mm. For coronary arteries, the diameter of the stent produced is 2.5-5 mm. The length of the stent can be between about 6-12 mm or more depending on the application.

本実施形態は、特にポリマー基材をレーザ加工しステントを形成することに関するが、これらの方法は、金属及びセラミックス、並びにポリマー、金属、及びセラミックスの組合せで構成される複合材料など、他の材料に適用可能とすることができる。   While this embodiment is particularly concerned with laser processing of polymer substrates to form stents, these methods involve other materials such as metals and ceramics, and composite materials composed of combinations of polymers, metals, and ceramics. Applicable to.

ポリマーは、生体安定性、生体吸収性、生分解性、又は生体侵食性(bioerodable)とすることができる。生体安定性は、生分解性でないポリマーを指す。生分解性、生体吸収性、及び生体侵食性、並びに分解、侵食、及び吸収という用語は、交換可能に使用され、血液など体液にさらされたとき完全に侵食又は吸収されることが可能な、また身体によって徐々に再吸収、吸収、及び/又は解消され得るポリマーを指す。さらに、活性物質若しくは薬物、又は活性物質若しくは薬物を含む生分解性ポリマー担体でステントの表面をコーティングすることによって、薬物添加ステントを作製することができる。薬物コーティングは、典型的には、レーザ加工によって形成された後でステント本体又はスカフォルディングに付着される。このコーティングは、典型的には、スカフォルディングのストラットよりはるかに薄いものであり、たとえば、コーティングを厚さで1〜5ミクロンとすることができ、一方、ストラットは、典型的には、厚さで100ミクロンより厚く、たとえば厚さ140〜160ミクロンである。   The polymer can be biostable, bioabsorbable, biodegradable, or bioerodable. Biostability refers to a polymer that is not biodegradable. The terms biodegradable, bioabsorbable, and bioerodible, and the terms degradation, erosion, and absorption are used interchangeably and can be completely eroded or absorbed when exposed to body fluids such as blood, It also refers to a polymer that can be gradually reabsorbed, absorbed, and / or eliminated by the body. Furthermore, a drug-loaded stent can be made by coating the surface of the stent with an active substance or drug, or a biodegradable polymer carrier containing the active substance or drug. The drug coating is typically applied to the stent body or scaffolding after being formed by laser processing. This coating is typically much thinner than scaffolding struts, for example, the coating can be 1-5 microns in thickness, while struts are typically thick Is thicker than 100 microns, for example 140 to 160 microns thick.

ステントなど実装可能な医療デバイスは、構造物又は基材をレーザ加工しデバイスを形成することによって作製することができる。材料が構造物の選択された領域から除去され、その結果、デバイスの構造が形成される。具体的には、薄壁の管状部材をレーザで加工することによって、ステントを作製することができる。管材料の選択された領域をレーザ加工によって除去し、所望のパターンを有するステントを得ることができる。具体的には、レーザビームを管材料の表面の上で走査することができ、又は管材料をビームの下で並進及び回転させることができ、管材料の壁全体にわたって延びるトレンチ又は切り溝が除去される。切り溝の始点と終点が一致したとき、切り溝によって囲まれた領域が落下する、又はアシストガスによって除去される。図2は、管をレーザ加工するための機械制御式システムの一部分の一実施形態を示す。図2では、管材料200をレーザ212に対して位置決めするための機械制御式装置208の回転可能なコレット取付具204内に、管200が配置される。機械符号化命令に従って、管200は、やはり機械制御式であるレーザ212に対して回転及び軸方向移動される。レーザは、管材料から材料を選択的に除去し、パターンが管に切り込まれる。したがって、管は、仕上げ済みステントの個別のパターンに切削される。   A mountable medical device such as a stent can be made by laser processing a structure or substrate to form a device. Material is removed from selected areas of the structure, resulting in the structure of the device. Specifically, a stent can be produced by processing a thin-walled tubular member with a laser. Selected regions of the tube material can be removed by laser machining to obtain a stent having a desired pattern. Specifically, the laser beam can be scanned over the surface of the tube material, or the tube material can be translated and rotated under the beam, removing trenches or kerfs that extend across the entire wall of the tube material. Is done. When the start point and the end point of the kerf coincide with each other, the region surrounded by the kerf falls or is removed by the assist gas. FIG. 2 illustrates one embodiment of a portion of a machine controlled system for laser machining a tube. In FIG. 2, the tube 200 is disposed within a rotatable collet fitting 204 of a machine-controlled device 208 for positioning the tube material 200 relative to the laser 212. In accordance with the machine encoding instructions, the tube 200 is rotated and moved axially relative to a laser 212 that is also mechanically controlled. The laser selectively removes material from the tube material and a pattern is cut into the tube. Thus, the tube is cut into a separate pattern of finished stents.

図3は、管414と相互作用するレーザビーム408の拡大図を示す。レーザビーム408は、集束レンズ338によって管414上に集束される。管414は、一端で、制御された回転コレット337によって、また他端で任意選択の管支持ピン339によって支持される。同軸ガスジェットアセンブリ340が、ノズル344を通って脱出する低温ガスジェット又はストリーム342を導き、低温ガスジェット又はストリーム342は、ビームが基材を切削及び切除したとき加工済み表面を冷却する。また、ガスストリームは、切り溝から屑を除去し、ビーム付近の領域を冷却する助けとなる。ガス入口が、矢印354によって示されている。同軸ガスジェットノズル344が、集束ビーム352周りで心合わせされている。実施形態によっては、供給される冷却ガスの圧力は、30psiと150psiの間である。冷却ガスの例示的な流量は、2scfhと100scfhの間である。例示的な冷却ガス又はプロセスガスは、ヘリウム、アルゴン、窒素、酸素、又はこれらのガスの混合物を含む。   FIG. 3 shows an enlarged view of the laser beam 408 interacting with the tube 414. Laser beam 408 is focused onto tube 414 by focusing lens 338. Tube 414 is supported at one end by a controlled rotating collet 337 and at the other end by an optional tube support pin 339. A coaxial gas jet assembly 340 directs a cold gas jet or stream 342 that escapes through a nozzle 344, which cools the processed surface as the beam cuts and cuts the substrate. The gas stream also helps remove debris from the kerf and cool the area near the beam. The gas inlet is indicated by arrow 354. A coaxial gas jet nozzle 344 is centered around the focused beam 352. In some embodiments, the supplied cooling gas pressure is between 30 psi and 150 psi. An exemplary flow rate of the cooling gas is between 2 and 100 scfh. Exemplary cooling or process gases include helium, argon, nitrogen, oxygen, or mixtures of these gases.

ステントスカフォルディング応用例に適したものとすることができる生分解性ポリマーは、半結晶質ポリマーを含む。具体的には、これらのポリマーは、約37℃であるヒトの体温より高いガラス転移温度(Tg)を有するポリマーを含む。ポリマー基材は、それだけには限らないがポリ(L−ラクチド)(PLLA)、ポリマンデリド(PM)、ポリ(DL−ラクチド)(PDLLA)、ポリグリコリド(PGA)、及びポリ(L−ラクチド−コ−グリコリド)(PLGA)を含めて、単一の生分解性ポリマー又は生分解性ポリマーの組合せから全体的又は部分的に製作することができる。PLGAについては、L−ラクチド対グリコリドの様々なモル比、90:10、75:25、50:50、25:75、及び10:90などを含有するコポリマーを含む。   Biodegradable polymers that can be suitable for stent scaffolding applications include semi-crystalline polymers. Specifically, these polymers include polymers having a glass transition temperature (Tg) above the human body temperature of about 37 ° C. Polymeric substrates include, but are not limited to, poly (L-lactide) (PLLA), polymandelide (PM), poly (DL-lactide) (PDLLA), polyglycolide (PGA), and poly (L-lactide-co- It can be made in whole or in part from a single biodegradable polymer or combination of biodegradable polymers, including glycolide) (PLGA). For PLGA, it includes copolymers containing various molar ratios of L-lactide to glycolide, such as 90:10, 75:25, 50:50, 25:75, and 10:90.

半径方向強度、及び破壊抵抗力又は破断伸びを含めて、ステントのいくつかの特性は、その機能を実施するのに不可欠である。たとえば、ステントが圧着及び展開されるとき、ステントは、局所的な領域において著しい応力/ひずみを受けるので、適切な破壊抵抗力が必要とされ、且つきわめて重要である。図1に示されているステントパターンの曲り又はクラウン18内の内側又は凹形領域20は、ステントが圧着されるとき高い圧縮応力及びひずみを受けるが、クラウン18の外側又は凸形領域22は、ステントが展開されるとき高い圧縮応力及びひずみを受ける。したがって、圧着及び展開中のステントは、非常にひび割れしやすい。そのようなひび割れは、半径方向強度の喪失、及び潜在的にステントの早期故障及び/又は重大故障に通じる可能性がある。したがって、ポリマーステントの機械的特性をレーザ加工プロセスを通して維持することができることが不可欠である。   Several properties of the stent are essential to performing its function, including radial strength and fracture resistance or elongation at break. For example, when a stent is crimped and deployed, the stent is subjected to significant stress / strain in the local area, so proper fracture resistance is required and is very important. While the stent pattern bend or inner or concave region 20 within the crown 18 shown in FIG. 1 is subject to high compressive stress and strain when the stent is crimped, the outer or convex region 22 of the crown 18 is When the stent is deployed it experiences high compressive stresses and strains. Therefore, the stent during crimping and deployment is very prone to cracking. Such cracks can lead to a loss of radial strength and potentially premature and / or serious failure of the stent. It is therefore essential that the mechanical properties of the polymer stent can be maintained throughout the laser processing process.

所望の特性を有するステントを提供するために、プリフォーム、すなわち管材料に対して、そのレーザ処理前に、半径方向強度及び破壊抵抗力を高めるための追加のプロセスステップを導入することができる。たとえば、破壊靱性は、結晶領域のサイズを制御することによって、また半結晶質ポリマーについて最適な非晶質/結晶質比を最適化することによって大きく向上させることができ、半径方向強度もまた、フープ方向でのポリマー鎖優先配列によって向上することがわかる。これらの所望の微細構造特性は、ポリマーのTgより高い、ポリマーに対する加熱半径方向拡張ステップを介して調整することができる。たとえば、PLLAについては、65〜120℃の範囲が好ましい。反対に、レーザ切削中の基材に対する局所的な加熱は、所望の微細構造特性の改変、又は局所的な領域に対する損傷を引き起こすおそれがあり、これにより管の処理によってもたらされる利点が失われる、又は減少する可能性がある。   In order to provide a stent with the desired properties, additional process steps can be introduced into the preform, i.e., the tube material, prior to its laser treatment to increase radial strength and puncture resistance. For example, fracture toughness can be greatly improved by controlling the size of the crystalline region and by optimizing the optimal amorphous / crystalline ratio for the semicrystalline polymer, and the radial strength can also be It can be seen that the polymer chain is preferentially arranged in the hoop direction. These desired microstructural properties can be tuned through a heated radial expansion step for the polymer that is higher than the Tg of the polymer. For example, for PLLA, the range of 65-120 ° C is preferred. Conversely, local heating of the substrate during laser cutting can cause the desired microstructural properties to be altered, or damage to local areas, thereby losing the benefits provided by tube processing. Or may decrease.

レーザビーム加工は、先進のエンジニアリング材料、厳しい要件、複雑な形状、及び独特のサイズの必要を満たすために、マイクロファブリケーション及びナノファブリケーションで使用される最先端の非接触タイプの加工技術の1つである。本発明は、ピコ秒(=10−12)の範囲のパルス幅を有するレーザ(「ピコ秒」レーザ)、及びフェムト秒(=10−15)の範囲のパルス幅を有するレーザに関する。「パルス幅」は、時間に対する光パルスの持続時間を指す。持続時間は、複数の方法で定義することができる。具体的には、パルス持続時間は、時間に対する光パワーの半値全幅(FWHM)として定義することができる。ピコ秒レーザ及びフェムト秒レーザは、周囲の材料に対する熱損傷を最小限にして正確な量の材料を除去するための特有の利点をもたらす。一般に、ピコ秒レーザは、約10ps未満のパルス幅を有し、フェムト秒レーザは、10fsと800fsの間のパルス幅を有する。 Laser beam processing is one of the most advanced non-contact processing techniques used in microfabrication and nanofabrication to meet the demands of advanced engineering materials, stringent requirements, complex shapes, and unique sizes. One. The present invention relates to a laser having a pulse width in the range of picoseconds (= 10 −12 ) (“picosecond” laser) and a laser having a pulse width in the range of femtoseconds (= 10 −15 ). “Pulse width” refers to the duration of a light pulse with respect to time. The duration can be defined in several ways. Specifically, the pulse duration can be defined as the full width at half maximum (FWHM) of optical power with respect to time. Picosecond and femtosecond lasers offer unique advantages for removing accurate amounts of material with minimal thermal damage to surrounding materials. In general, picosecond lasers have a pulse width of less than about 10 ps, and femtosecond lasers have a pulse width between 10 fs and 800 fs.

レーザアブレーションに使用される2つの基礎的な機構は、光熱機構及び光化学機構であると考えられる。光熱機構では、材料は溶融及び気化によって切除され、一方、光化学機構では、光の光エネルギーを使用し、直接ポリマーの化学結合を破断する。基材の原子及び分子間の化学結合が破断されるとガス種が形成され、これらのガス種が基材から除去される。   The two basic mechanisms used for laser ablation are thought to be the photothermal mechanism and the photochemical mechanism. In the photothermal mechanism, the material is ablated by melting and vaporization, while in the photochemical mechanism, the light energy of light is used to directly break the chemical bonds of the polymer. When the chemical bonds between the atoms and molecules of the substrate are broken, gas species are formed and these gas species are removed from the substrate.

基材からの材料のレーザによる切除は、熱機構、非熱機構、又は両者の組合せによって行われ得る。たとえば、より長いパルスのレーザは、主に熱機構により表面から材料を除去する。熱機構では、吸収されるレーザエネルギーにより、吸収部位で、またその近くで温度が上昇し、材料が従来の溶融又は気化によって除去される。この機構による加工の欠点は、未切削材料の熱損傷が発生することである。そのような損傷は、加工縁部での溶融と、材料のある領域又はゾーン内への熱拡散とを含み、これはそのゾーン内で基材の特性を改変し、切削品質問題を引き起こす。   Laser ablation of material from the substrate can be performed by a thermal mechanism, a non-thermal mechanism, or a combination of both. For example, longer pulse lasers remove material from the surface primarily by thermal mechanisms. In the thermal mechanism, the absorbed laser energy raises the temperature at and near the absorption site and the material is removed by conventional melting or vaporization. The disadvantage of machining with this mechanism is that thermal damage to the uncut material occurs. Such damage includes melting at the work edge and thermal diffusion into a region or zone of material, which alters the properties of the substrate within that zone, causing cutting quality problems.

フェムト秒パルス持続時間を有するレーザは、パルス持続時間が、数ピコ秒である典型的な熱化特性時間(すなわち、熱平衡を達成するための時間)より短いため、最近、材料を切除するために特に重要なものとなっている。熱拡散深さがごく小さいため、完全又はほぼ完全に非熱機構とみなされている。ピコ秒レーザは、大部分において非熱機構により材料を除去するが、一部の材料についてある程度の熱機構をも用い、これは基材に対して何らかの熱損傷を引き起こすのに十分なものである。   Lasers with femtosecond pulse durations have recently been used to ablate material because the pulse duration is shorter than the typical thermalization characteristic time (ie, time to achieve thermal equilibrium) which is a few picoseconds. It is particularly important. Because the thermal diffusion depth is very small, it is considered completely or almost completely a non-thermal mechanism. Picosecond lasers remove material by a non-thermal mechanism for the most part, but also use some thermal mechanism for some materials, which is sufficient to cause some thermal damage to the substrate. .

より具体的には、非熱機構は、材料除去を引き起こす、目標材料内での光絶縁破壊を伴う。材料の光絶縁破壊中には、非常に高い自由電子密度、すなわちプラズマが、多光子吸収及びなだれイオン化(avalanche ionization)などの機構により生成される。光絶縁破壊が起こると、目標材料格子で熱平衡を確立するには短すぎる時間尺度で、目標材料がその最初の固体状態から完全にイオン化されたプラズマに直接変換される。したがって、除去される領域を越えて熱伝導はほとんどない。その結果、レーザ加工済み表面から約1ミクロン越えて材料に対する熱応力又は熱衝撃はほとんどない。   More specifically, the non-thermal mechanism involves optical breakdown in the target material that causes material removal. During photo breakdown of materials, a very high free electron density, ie plasma, is generated by mechanisms such as multiphoton absorption and avalanche ionization. When optical breakdown occurs, the target material is converted directly from its original solid state to a fully ionized plasma on a time scale that is too short to establish thermal equilibrium in the target material lattice. Therefore, there is little heat conduction beyond the area to be removed. As a result, there is little thermal stress or thermal shock to the material beyond about 1 micron from the laser processed surface.

しかし、従来技術では、非熱機構又は光化学機構が、ステント性能、特に破壊抵抗力に悪影響を及ぼす損傷を未切削基材に引き起こす可能性があるかどうかは知られていないと考えられる。具体的には、光絶縁破壊がレーザ加工済み縁部表面を越えて伝播又は浸透し、基材内で損傷を引き起こすことは明らかではない。また、そのような損傷がステント性能に影響を及ぼす特性に影響する可能性があるかどうかも知られていない。さらに、レーザビームの波長、パルスエネルギー、及びパルス幅など、ポリマー材料を切除する際のレーザパラメータの、そのような潜在的な損傷に対する既存の関係は未知である。   However, in the prior art, it is believed that it is not known whether non-thermal or photochemical mechanisms can cause damage to the uncut substrate that adversely affects stent performance, particularly fracture resistance. Specifically, it is not clear that optical breakdown propagates or penetrates beyond the laser processed edge surface and causes damage within the substrate. It is also not known whether such damage can affect properties that affect stent performance. In addition, the existing relationships of such laser parameters, such as laser beam wavelength, pulse energy, and pulse width when ablating polymer material, to such potential damage are unknown.

本発明者らは調査から、フェムト秒レーザを使用することによる非熱機構によってPLLA材料をレーザ切除しても切削表面に対する熱損傷はほとんどないが、光化学作用は、レーザ加工済み縁部表面に隣接する表面領域下で損傷(ボイド及びひび割れ)を引き起こすという知見を得た。これらの損傷は、ステント性能を確実に低下させる。したがって、これは、破壊抵抗力などステントの特性に対する損傷を最小限にしてポリマーステントを作製するためにレーザシステム及びその処理パラメータを選択する際に重要である。   The inventors have investigated that laser ablation of PLLA material by a non-thermal mechanism by using a femtosecond laser causes little thermal damage to the cutting surface, but the photochemical action is adjacent to the laser processed edge surface. It was found that damage (voids and cracks) was caused under the surface area. These damages reliably reduce stent performance. This is therefore important in selecting a laser system and its processing parameters to produce a polymer stent with minimal damage to stent properties such as fracture resistance.

本発明の実施形態は、半径方向強度、破断伸び、又は破壊抵抗力など機械的特性が保存された状態でポリマーステントを製作するためにピコ秒パルスレーザに対するプロセスパラメータを定義することを含む。制御されるレーザパラメータは、レーザエネルギーのパルス幅及び波長を含む。レーザ加工におけるそのようなパラメータの使用は、熱機構及び非熱機構から生じる損傷を最小限に抑えることができる。さらに、実施形態は、損傷を最小限にしてPLLA及びPLGAベースの基材を製作するために使用されるレーザ加工に対してレーザシステム及びそのパラメータを実装することを含む。   Embodiments of the present invention include defining process parameters for a picosecond pulsed laser to fabricate a polymer stent while preserving mechanical properties such as radial strength, elongation at break, or fracture resistance. Controlled laser parameters include the pulse width and wavelength of the laser energy. The use of such parameters in laser processing can minimize damage resulting from thermal and non-thermal mechanisms. In addition, embodiments include implementing a laser system and its parameters for laser processing used to fabricate PLLA and PLGA based substrates with minimal damage.

本発明者らは、光化学機構によって引き起こされる損傷の大きさ及び深さを、パルス幅及び波長などレーザパラメータによって制御することができると理解している。一般に、本発明者らは、ポリマーをレーザ加工する際、熱機構と非熱機構によって引き起こされる損傷間に兼ね合いがあると理解している。下記で論じるように、熱機構及び非熱機構(すなわち、光化学)は共に、基材に対して損傷を引き起こす。損傷の特徴は異なるが、共にステント性能に悪影響を及ぼす可能性がある。レーザパラメータ(たとえば、パルス幅及び波長)を調整し、光化学作用を低減することができるが、熱機構がいくらか増大する。   We understand that the magnitude and depth of damage caused by photochemical mechanisms can be controlled by laser parameters such as pulse width and wavelength. In general, we understand that there is a tradeoff between damage caused by thermal and non-thermal mechanisms when laser processing polymers. As discussed below, both thermal and non-thermal mechanisms (ie, photochemistry) cause damage to the substrate. Although the characteristics of the damage are different, both can adversely affect stent performance. Laser parameters (eg, pulse width and wavelength) can be adjusted to reduce photochemistry, but somewhat increase the thermal mechanism.

より短いレーザパルスによって引き起こされる損傷を例示するために、フェムト秒範囲及びピコ秒範囲のレーザシステムを使用することによって、PLLAステントサンプルを製作した。ステントストラットのバルク(表面の下方)においてボイド形成を見ることができる。図4Bは、ボイドが切削縁部の表面領域にわたって分散されていることを示す。   To illustrate the damage caused by shorter laser pulses, PLLA stent samples were fabricated by using femtosecond and picosecond range laser systems. Void formation can be seen in the bulk of the stent strut (below the surface). FIG. 4B shows that the voids are distributed over the surface area of the cutting edge.

切削縁部での高いレーザエネルギーが、内部の固体塊の一部を、ボイド又は気泡の形成を引き起こすある体積のガスに変換すると考えられる。ボイドは、切削縁部から所与の深さに延びる領域内で分散され、この深さを越えると消散する。そのようなボイドは、ステントストラットが応力を受けたとき破面形成を容易にし、したがって破壊抵抗力を低下させ、破断伸びを低下させることになる応力集中として働く可能性がある。ボイドに加えて、同じ領域内のひび割れもまた、これらのサンプル内で共通に観察される。   It is believed that high laser energy at the cutting edge converts a portion of the internal solid mass into a volume of gas that causes the formation of voids or bubbles. Voids are dispersed within a region extending from the cutting edge to a given depth, and dissipate beyond this depth. Such voids can act as stress concentrations that facilitate fracture formation when the stent struts are stressed, thus reducing fracture resistance and reducing fracture elongation. In addition to voids, cracks in the same area are also commonly observed in these samples.

図4Aは、基材をレーザ加工することによって形成されたストラット又は構造要素500の一部分を示す。ストラット500は、外部(abluminal)又は外部表面(たとえば管の外部表面を加工する前)と、レーザ加工済み縁部表面508とを有する。縁部表面508に垂直な基材内への深さが、矢印510によって示されている。図4Bは、A−Aに沿った加工済み縁部表面500に垂直なストラット500の一部分の断面512を示す。この断面によって示されているように、基材は、直径Dvを有し、深さDpまで延在するボイド又は気泡516を有する。   FIG. 4A shows a portion of a strut or structural element 500 formed by laser machining a substrate. The strut 500 has an external or external surface (eg, before processing the external surface of the tube) and a laser processed edge surface 508. The depth into the substrate perpendicular to the edge surface 508 is indicated by arrow 510. FIG. 4B shows a cross-section 512 of a portion of the strut 500 perpendicular to the processed edge surface 500 along AA. As shown by this cross section, the substrate has a void or bubble 516 having a diameter Dv and extending to a depth Dp.

さらに、ステントの表面材料に関する弾性率を(そのステントについての加工済み縁部表面からの距離の関数として)測定した。加工済み縁部表面からの距離の関数として弾性率の変動を観察した。図9に示されているように、変動は、距離が表面内へと増すにつれて小さくなり、レーザエネルギーによる影響を受けていないバージンポリマーの弾性率に収束する傾向がある。限界強さ、破断伸び、弾性係数、及び最大荷重を含めて、変質領域の機械的特性に関する追加の試験を実施し、これらの機械的な出力は、ボイド形成によって悪影響を受けていた。   In addition, the modulus of elasticity for the stent surface material was measured (as a function of the distance from the processed edge surface for the stent). The change in modulus as a function of distance from the processed edge surface was observed. As shown in FIG. 9, the variation decreases as the distance increases into the surface and tends to converge to the elastic modulus of the virgin polymer unaffected by the laser energy. Additional tests were conducted on the mechanical properties of the altered region, including critical strength, elongation at break, modulus of elasticity, and maximum load, and these mechanical outputs were adversely affected by void formation.

ボイドのサイズ、及びボイドが存在する深さは、波長及びパルス幅などレーザパラメータに依存する。ボイドのサイズは、1ミクロン未満、1〜2ミクロン、2〜5ミクロン、又は5ミクロンを超えるものとなり得る。ひび割れ又はボイドは、2ミクロン以下、5、10、15、20、又は30ミクロンで存在することがある。一般に、ポリマーステントの機械的特性は、これらのボイド及びひび割れ形成によって影響を受けるが、その形成は、波長及びパルス幅などレーザパラメータを適正に選択することによって軽減することができる。   The size of the void and the depth at which the void exists depends on the laser parameters such as wavelength and pulse width. The void size can be less than 1 micron, 1-2 microns, 2-5 microns, or greater than 5 microns. Cracks or voids may be present at 2 microns or less, 5, 10, 15, 20, or 30 microns. In general, the mechanical properties of polymer stents are affected by the formation of these voids and cracks, which can be mitigated by proper selection of laser parameters such as wavelength and pulse width.

さらに、基材材料に対する熱損傷及び非熱損傷は、少なくとも2つの理由で所与のパルス幅についてのレーザエネルギーに依存する。第1に、レーザエネルギーの光学的浸透が、波長と共に変動する。第2に、吸収係数、より一般的にはレーザ処理されたポリマーによるレーザエネルギーの吸収の度合いが、波長と共に変動する。一般に、波長の所与の範囲で、吸収係数が低いほど、基材に対する熱影響が大きくなる。たとえば、PLLAの吸収係数は、800nmでの無視できる値から増大し、約300〜320nmで最大に達する。したがって、波長が約800nmから約300〜320nmに低下するにつれて、光化学による除去が増大し、熱による除去が減少する。したがって、非熱的な切除又は熱的な切除の相対量もまた、レーザの波長に依存する。その理由は、ポリマー吸収係数がレーザの波長に対する依存性をもつからである。   Furthermore, thermal damage and non-thermal damage to the substrate material depends on the laser energy for a given pulse width for at least two reasons. First, the optical penetration of laser energy varies with wavelength. Second, the absorption coefficient, more generally the degree of absorption of laser energy by the laser treated polymer, varies with wavelength. In general, the lower the absorption coefficient in a given range of wavelengths, the greater the thermal effect on the substrate. For example, the absorption coefficient of PLLA increases from a negligible value at 800 nm and reaches a maximum at about 300-320 nm. Thus, as the wavelength decreases from about 800 nm to about 300-320 nm, photochemical removal increases and thermal removal decreases. Thus, the relative amount of non-thermal or thermal ablation also depends on the wavelength of the laser. This is because the polymer absorption coefficient depends on the wavelength of the laser.

したがって、非熱的/熱的な切除の相対量は、パルス幅及び波長のどちらにも依存する。さらに、光化学損傷及び熱損傷の度合いは共に、パルス幅に依存する。   Thus, the relative amount of non-thermal / thermal ablation depends on both pulse width and wavelength. Furthermore, the degree of photochemical damage and thermal damage are both dependent on the pulse width.

上記に示されているように、本発明は、ステントの機械的特性を保存又は維持し、基材の未切削部分に対する損傷を低減する、又は最小限に抑えるために、パルス幅及び波長などパラメータを調整することを含む。この調整は、紫外(10〜400nm)と赤外(700nm超)の間の1つ又は複数の波長、及び1つ又は複数のパルス幅を選択することを含むことができる。実施形態によっては、ポリマーがその波長でポリマーの最大吸光度より小さい吸収係数を有するように、波長が選択され、たとえばその吸光度は、最大吸光度の5〜10%、10〜20%、20〜40%、40〜60%である。   As indicated above, the present invention provides parameters such as pulse width and wavelength to preserve or maintain the mechanical properties of the stent and to reduce or minimize damage to the uncut portions of the substrate. Including adjusting. This tuning can include selecting one or more wavelengths between ultraviolet (10-400 nm) and infrared (greater than 700 nm) and one or more pulse widths. In some embodiments, the wavelength is selected such that the polymer has an absorption coefficient that is less than the maximum absorbance of the polymer at that wavelength, for example, the absorbance is 5-10%, 10-20%, 20-40% of the maximum absorbance. 40-60%.

実施形態によっては、パルス幅は、1つ又は複数の波長について、加工中に冷却のレベルが適切であっても、過剰な溶融を回避するように調整される。過剰な溶融は、溶融材料の厚さ0.25ミクロン超、0.5ミクロン、又は1ミクロン超に対応することがある。   In some embodiments, the pulse width is adjusted to avoid excessive melting for one or more wavelengths, even if the level of cooling is appropriate during processing. Excessive melting may correspond to a molten material thickness greater than 0.25 microns, 0.5 microns, or greater than 1 micron.

所与のパルス幅及び波長について、たとえばポリマー管材料の壁全体にわたって基材をビームが切削するように十分に高い流束量(パルス当たりのエネルギー/ビームのスポットサイズ)をもたらすために、平均レーザパワー又はパワー(パルス当たりのエネルギー×繰返し率)及び繰返し率が選択される。ビームスポットサイズは、概して10〜20ミクロンであるが、応用例に応じて10ミクロン未満又は20ミクロンを超える可能性がある。ポリマーをレーザ切削するためのパルスエネルギー及び流束量(10ミクロンスポットサイズに基づく)は、それぞれ4〜200μJ及び0.5〜200J/cmとすることができる。ビームのパルス当たりの平均パワーは、0.5〜4W又は4W超とすることができる。より狭い範囲では、パワーは、0.5〜1W、1〜1.5W、1.5〜1.8W、1.8〜2W、2〜2.2W、2.2〜2.5W、2.5〜2.8W、2.8〜3W、3〜3.2W、3.2〜3.5W、3.5〜3.8W、3.8〜4Wとすることができる。10psパルス幅レーザについては、繰返し率は、25〜100kHz、25〜50kHz、50〜60kHz、60〜80kHz、又は80〜100kHzとすることができる。 For a given pulse width and wavelength, for example, the average laser to provide a sufficiently high flux (energy per pulse / beam spot size) so that the beam cuts the substrate across the entire wall of the polymer tube material. Power or power (energy per pulse x repetition rate) and repetition rate are selected. The beam spot size is typically 10-20 microns, but can be less than 10 microns or greater than 20 microns, depending on the application. Pulse energy and flux (based on 10 micron spot size) for laser cutting the polymer can be 4 to 200 μJ and 0.5 to 200 J / cm 2 , respectively. The average power per pulse of the beam can be 0.5-4W or greater than 4W. In a narrower range, the power is 0.5 to 1 W, 1 to 1.5 W, 1.5 to 1.8 W, 1.8 to 2 W, 2 to 2.2 W, 2.2 to 2.5 W, 2. It can be set to 5-2.8W, 2.8-3W, 3-3.2W, 3.2-3.5W, 3.5-3.8W, 3.8-4W. For a 10 ps pulse width laser, the repetition rate can be 25-100 kHz, 25-50 kHz, 50-60 kHz, 60-80 kHz, or 80-100 kHz.

さらに、熱影響(たとえば、切削の表面での溶融)を低減する、又は最小限に抑えるために、また切削速度を最大にするために、繰返し率及び冷却ガス流量(たとえば、単位SCFH He)が調整又は選択される。一般に、繰返し率と切削速度は正比例する。すなわち、繰返し率が速いほど、切削速度が速くなり、ステント当たりのプロセス時間が短くなる。しかし、繰返し率が増大するにつれて、熱影響は増大する傾向がある。冷却ガス流量を増大すると、増大した繰返し率からの熱影響を緩和することができ、より高い繰返し率、したがって切削速度を可能にする。したがって、繰返し率及び冷却ガス流は、許容可能な熱影響で最も速いプロセス時間を得るように選択される。   Further, to reduce or minimize thermal effects (eg, melting at the surface of the cut) and to maximize cutting speed, the repetition rate and cooling gas flow rate (eg, unit SCFH He) is Adjusted or selected. In general, the repetition rate and the cutting speed are directly proportional. That is, the faster the repetition rate, the faster the cutting speed and the shorter the process time per stent. However, as the repetition rate increases, the thermal effect tends to increase. Increasing the cooling gas flow rate can mitigate the thermal effects from the increased repetition rate, allowing for higher repetition rates and hence cutting speeds. Thus, the repetition rate and cooling gas flow are selected to obtain the fastest process time with acceptable thermal effects.

ピコ秒範囲、たとえば1〜12ps以上でのレーザ加工は熱影響を引き起こすが、これらの熱影響は光化学作用より効果的に制御されるので、この範囲内で加工することが有利となり得る。上記に示されているように、熱影響は、基材が加工されるとき冷却ガスで基材を冷却することによって緩和することができる。   Laser processing in the picosecond range, for example 1-12 ps or higher, causes thermal effects, but these thermal effects are more effectively controlled than photochemical action, so it may be advantageous to work within this range. As indicated above, the thermal effect can be mitigated by cooling the substrate with a cooling gas as the substrate is processed.

それに加えて、又はその代わりに、損傷を最小限に抑えることは、ボイドを含む、レーザ加工済み縁部に隣接する変質領域の厚さを最小限に抑えることに対応し得る。たとえば、この領域の厚さは、2ミクロン未満、5ミクロン、20ミクロン未満、又は30ミクロン未満とすることができる。ボイド領域は、1〜2ミクロン、2〜5ミクロン、2〜10ミクロン、2〜20ミクロン、又は5〜10ミクロンとすることができる。それに加えて、又はその代わりに、損傷を最小限に抑えることは、損傷領域内の距離に伴う切削済みステントの弾性率変動を最小限に抑える助けとなり得る。これらのパラメータを調整し、損傷のないポリマーの弾性率に向かって速い弾性率の収束を達成することができる。弾性率は、加工済み縁部表面の4ミクロン未満、8ミクロン未満、又は20ミクロン未満で収束してもよい。弾性率は、加工済み縁部表面の1〜4ミクロンの間、4〜8ミクロンの間、又は8〜20ミクロンの間で収束してもよい。弾性率は、加工済み縁部表面から4ミクロン以下、8ミクロン以下、15ミクロン以下、又は20ミクロン以下で収束してもよい。   In addition, or alternatively, minimizing damage may correspond to minimizing the thickness of the altered region adjacent to the laser processed edge, including voids. For example, the thickness of this region can be less than 2 microns, less than 5 microns, less than 20 microns, or less than 30 microns. The void area can be 1-2 microns, 2-5 microns, 2-10 microns, 2-20 microns, or 5-10 microns. In addition, or in the alternative, minimizing damage can help minimize the variation in the modulus of the cut stent with distance within the damaged area. These parameters can be adjusted to achieve fast elastic modulus convergence towards the undamaged polymer elastic modulus. The modulus may converge at less than 4 microns, less than 8 microns, or less than 20 microns on the processed edge surface. The elastic modulus may converge between 1 to 4 microns, 4 to 8 microns, or 8 to 20 microns on the processed edge surface. The elastic modulus may converge from the processed edge surface below 4 microns, below 8 microns, below 15 microns, or below 20 microns.

それに加えて、又はその代わりに、波長及びパルス幅を調整することによって、損傷領域の最も望ましい機械的特性、たとえば限界強さ、破断伸び、弾性係数、又は最大荷重に対するダメージを最小限に抑えることができる。最も望ましいことは、切削済みポリマー基材にそのレーザ加工前の同じ特性を維持させることである。   In addition, or alternatively, to minimize damage to the most desirable mechanical properties of the damaged area, such as critical strength, elongation at break, modulus of elasticity, or maximum load, by adjusting the wavelength and pulse width Can do. Most desirable is to have the cut polymer substrate maintain the same properties prior to its laser processing.

さらに、実施形態は、PLLA基材をレーザ加工しステントを製造する際に、レーザシステム及びパラメータを実装することを含む。そのような実施形態では、レーザ波長は、390〜800nmの可視光スペクトルにあるものとすることができる。実施形態によっては、レーザ波長は、緑色スペクトル又は496〜570nmにあり、或いはより狭い範囲では、532nm又は515nmである。実施形態によっては、パルス幅は、0.8ps以下、0.8〜1ps、1〜5ps、5〜10ps、10〜12ps、12〜15ps、又は15ps超とすることができる。実施例に開示されているように、本発明者らは、10psレーザを用いて、波長532nm、繰返し率80kHzでの切除により、より低いパルス幅と波長の他の組合せに比べて、PLLAステントに対する損傷が最小限に抑えられることを実証した。緑色波長範囲内、又は特に532nmでは、レーザビームの繰返し率は、25〜100kHz、又はより狭い範囲では25〜40kHz、40〜80kHz、又は80〜100kHzとすることができる。表1は、本調査で使用されたレーザパラメータ範囲を提供する。

Figure 0006270074
Further, embodiments include implementing laser systems and parameters when laser processing PLLA substrates to produce stents. In such an embodiment, the laser wavelength may be in the visible light spectrum of 390-800 nm. In some embodiments, the laser wavelength is in the green spectrum or 496-570 nm, or in a narrower range is 532 nm or 515 nm. Depending on the embodiment, the pulse width can be 0.8 ps or less, 0.8-1 ps, 1-5 ps, 5-10 ps, 10-12 ps, 12-15 ps, or greater than 15 ps. As disclosed in the Examples, the inventors have used a 10 ps laser and ablation at a wavelength of 532 nm and a repetition rate of 80 kHz, for PLLA stents compared to other combinations of lower pulse width and wavelength. It has been demonstrated that damage is minimized. Within the green wavelength range, or in particular at 532 nm, the repetition rate of the laser beam can be 25-100 kHz, or in the narrower range 25-40 kHz, 40-80 kHz, or 80-100 kHz. Table 1 provides the laser parameter ranges used in this study.
Figure 0006270074

本明細書では、以下の定義が適用される。   As used herein, the following definitions apply:

別段指定のない限り、範囲はすべて、端点、及び端点内のどの値をも含む。   Unless otherwise specified, all ranges include endpoints and any value within an endpoint.

ステントの「半径方向強度」は、ステントが回復不能な変形を受ける圧力として定義される。   The “radial strength” of a stent is defined as the pressure at which the stent undergoes irreversible deformation.

「応力」は、ある平面内の小面積を通って作用する力の場合のように、単位面積当たりの力を指す。応力は、垂直応力及びせん断応力と呼ばれる、平面に対してそれぞれ垂直及び平行な成分に分割することができる。真の応力は、力と面積が同時に測定される応力を指す。引張り試験及び圧縮試験に適用される従来の応力は、力を元のゲージ長で除したものである。   “Stress” refers to the force per unit area, as in the case of a force acting through a small area in a plane. The stress can be divided into components called normal stress and shear stress, which are perpendicular and parallel to the plane, respectively. True stress refers to stress where force and area are measured simultaneously. Conventional stress applied in tensile and compression tests is the force divided by the original gauge length.

「最大荷重」又は極限荷重は、ある構造体が故障することなしに耐えることができる絶対最大荷重(力)である。   “Maximum load” or ultimate load is the absolute maximum load (force) that a structure can withstand without failure.

「強さ」は、ある材料が破壊前に耐える、ある軸に沿った最大応力を指す。限界強さは、試験中に加えられる最大荷重を元の断面積で除したものから計算される。   “Strength” refers to the maximum stress along an axis that a material will withstand before failure. The limit strength is calculated from the maximum load applied during the test divided by the original cross-sectional area.

「弾性率」は、応力の成分の比率、又はある材料に加えられる単位面積当たりの力を、加えられた力に起因する、加えられた力の軸に沿ったひずみで除したものとして定義することができる。弾性率は、「応力−ひずみ曲線」の最初の傾きであり、したがってその曲線の直線フック(Hookean)領域によって決定される。たとえば、ある材料は、引張り弾性率と圧縮弾性率を共に有する。   “Elastic modulus” is defined as the ratio of components of stress, or the force per unit area applied to a material divided by the strain along the axis of the applied force due to the applied force. be able to. The elastic modulus is the initial slope of the “stress-strain curve” and is therefore determined by the straight hook region of the curve. For example, some materials have both tensile and compressive moduli.

「ひずみ」は、所与の応力又は荷重で、ある材料内に生じる伸び又は圧縮の量を指す。   “Strain” refers to the amount of elongation or compression that occurs in a material at a given stress or load.

「伸び」は、応力を受けたとき生じるある材料の長さの増大として定義することができる。一般に、元の長さの百分率として表される。   “Elongation” can be defined as the increase in length of a material that occurs when stressed. Generally expressed as a percentage of the original length.

「破断伸び」は、あるサンプルが破断するときそのサンプルにかかるひずみである。通常、百分率として表される。   “Elongation at break” is the strain applied to a sample when it breaks. Usually expressed as a percentage.

「ガラス転移温度」Tgは、大気圧でポリマーの非晶質領域が脆性のガラス状態から固体の変形可能状態又は延性状態に変化する温度である。換言すれば、Tgは、ポリマーの鎖におけるセグメント運動が開始される温度に対応する。所与のポリマーのTgは、加熱速度に対する依存性をもち、ポリマーの熱履歴によって影響を受ける可能性がある。さらに、ポリマーの化学構造が、移動性に影響を及ぼすことによってガラス転移に大きく影響を及ぼす。   “Glass transition temperature” Tg is the temperature at which the amorphous region of the polymer changes from a brittle glass state to a solid deformable or ductile state at atmospheric pressure. In other words, Tg corresponds to the temperature at which segment motion in the polymer chain begins. The Tg of a given polymer is dependent on the heating rate and can be affected by the thermal history of the polymer. Furthermore, the chemical structure of the polymer greatly affects the glass transition by affecting mobility.

下記の実施例及び実験データは、例示のためのものにすぎず、決して本発明を限定しないものとする。以下の実施例は、本発明を理解する助けとなるように提供されているが、本発明は、実施例の特定の材料又は手順に限定されないことを理解されたい。   The following examples and experimental data are for illustrative purposes only and are in no way intended to limit the invention. The following examples are provided to aid in understanding the present invention, but it should be understood that the present invention is not limited to the specific materials or procedures of the examples.

以下の一組の実施例は、パルス幅及び波長の7つの異なるパラメータ組合せについてPLLA管材料からステントをレーザ加工した結果について記載している。PLLA管材料は、100%PLLA樹脂から押出し法より形成された。管材料の寸法、すなわち押出し寸法は、外径(OD)=0.0066インチ及び内径(ID)=0.0025インチである。押出しPLLA管を、従来、たとえば参照により本明細書に組み込む米国特許出願公開第12/554,589号に記載の方法に従って半径方向に拡張した。目標パーセント半径方向拡張(%RE)は400%であった。ここで、%REは、100%×(拡張された管の内径/管の元の内径−1)として変形される。   The following set of examples describes the results of laser processing a stent from PLLA tube material for seven different parameter combinations of pulse width and wavelength. The PLLA tube material was formed from 100% PLLA resin by extrusion. The dimensions of the tubing, i.e. the extrusion dimensions, are outer diameter (OD) = 0.0066 inch and inner diameter (ID) = 0.0025 inch. Extruded PLLA tubes were conventionally radially expanded according to the method described in, for example, US Patent Application Publication No. 12 / 554,589, which is incorporated herein by reference. The target percent radial extension (% RE) was 400%. Here,% RE is transformed as 100% × (expanded tube inner diameter / tube original inner diameter-1).

パルス幅及び波長の7つの異なるパラメータ組合せが表2にリストされている。

Figure 0006270074

カリフォルニア州フリーモントのTrumpf Laser Technology
ドイツ、カイザースラウテルンのLumera Laser GmbH
Coherent,Inc.、カリフォルニア州サンタクララ
カリフォルニア州フリーモントのIMRA
カリフォルニア州ペタルマのRaydiance Seven different parameter combinations of pulse width and wavelength are listed in Table 2.
Figure 0006270074

1 of Fremont, California Trumpf Laser Technology
2 Germany, Lumera Laser GmbH of Kaiserslautern
3 Coherent, Inc. Santa Clara, California
4 IMRA in Fremont, California
5 Raydience in Petaluma, California

これらの試験のための追加のレーザパラメータが表3に与えられている。速度は、基材の表面を横断するビームの並進速度である。パスは、切削パターンが繰り返される回数である。処理時間は、ステント全体を切削するために必要とされる時間である。CoherentのLibra(セット番号5)は、表3における800nmに対応する。ピコ(532nm)レーザは、セット番号2に対応する。表3におけるレーザは、固定波長レーザである。

Figure 0006270074
Additional laser parameters for these tests are given in Table 3. Velocity is the translational speed of the beam across the surface of the substrate. The pass is the number of times the cutting pattern is repeated. The processing time is the time required to cut the entire stent. Coherent's Libra (set number 5) corresponds to 800 nm in Table 3. The pico (532 nm) laser corresponds to set number 2. The laser in Table 3 is a fixed wavelength laser.
Figure 0006270074

加工済み縁部での表面領域の特性を、いくつかの試験技法を使用して評価した。技法、及びこれらの試験から得られた特性が表4にまとめられている。試験は、クライオウルトラミクロトーム、ナノインデンテーション、及び引張り試験を使用してサンプルに対して実施した。

Figure 0006270074
The properties of the surface area at the processed edge were evaluated using several test techniques. The techniques and properties obtained from these tests are summarized in Table 4. The test was performed on the samples using a cryoultramicrotome, nanoindentation, and tensile testing.
Figure 0006270074

クライオウルトラミクロトームは、顕微鏡検査のために超薄切片を切り取る技法を指す。加工済み縁部に垂直な加工済みステントの薄切片を切り取り、走査型電子顕微鏡(SEM)で検査した。異なるセットについてボイド及びひび割れの深さ及びサイズを比較した。ナノインデンテーションを使用し、加工済み縁部からの距離の関数として基材の弾性率を測定した。引張り試験を使用し、加工済み縁部に沿って切り取った「犬の骨形」構造からの表面領域の機械的特性を測定した。   The cryo-ultramicrotome refers to a technique of cutting ultrathin sections for microscopy. Thin sections of the processed stent perpendicular to the processed edges were cut and examined with a scanning electron microscope (SEM). The depth and size of voids and cracks were compared for different sets. Nanoindentation was used to measure the elastic modulus of the substrate as a function of distance from the processed edge. A tensile test was used to measure the mechanical properties of the surface area from the “dogbone” structure cut along the processed edge.

クライオウルトラミクロトームの結果
パルス幅及び波長の4つの組合せについてのクライオウルトラミクロトーム技法の結果の概要が表5に与えられており、図5〜8は、表5の各組合せについて加工済み表面に隣接する表面領域のSEM画像を示す。セット番号5については、顕著な光化学作用が、20μmの深さに延びる気泡によって示されている。セット番号4では、気泡の深さがセット番号5より著しく小さく、しかしセット番号4における気泡のサイズがより大きいので、セット番号5に比べて低い波長が光化学作用を緩和したように思われる。予想されたものとは反対に、浸透深さと波長が反比例するので、セット番号4について深さがより大きい。

Figure 0006270074
Cryogenic Ultramicrotome Results A summary of the cryoultramicrotome technique results for the four combinations of pulse width and wavelength is given in Table 5, and FIGS. 5-8 are adjacent to the processed surface for each combination of Table 5. An SEM image of the surface area is shown. For set number 5, significant photochemical action is indicated by bubbles extending to a depth of 20 μm. In set number 4, the bubble depth is significantly smaller than in set number 5, but the bubble size in set number 4 is larger, so it appears that a lower wavelength compared to set number 5 alleviated the photochemical action. Contrary to what was expected, the depth is greater for set number 4 because the penetration depth and wavelength are inversely proportional.
Figure 0006270074

セット番号1については、深さ30μmまでにひび割れが存在する。セット番号2は、4つのセットアップの中で損傷が最も少ない。気泡形成の深さ及びサイズは、すべての試験条件から最も低い。   For set number 1, cracks exist up to a depth of 30 μm. Set number 2 has the least damage among the four setups. The depth and size of bubble formation is the lowest from all test conditions.

ナノインデンテーション
パルス幅及び波長の5つの組合せを用いたナノインデンテーションの結果の概要が表6、及び図9〜13に与えられている。図は、各組合せごとの16サンプルについて弾性率対加工済み縁部の表面内への変位を示している。パルス幅100fsを用いた3つの組合せのうち、800nmサンプル(セット番号5)が最も速い収束を示している。10psでの2つの組合せのうち、波長532nmが、弾性率の収束が著しく速い。100fs/800nm及び10ps/532nmの結果の比較より、全体的な弾性率の最も速い収束は、10ps/波長532nmの組合せによってもたらされることがわかる。

Figure 0006270074
A summary of nanoindentation results using five combinations of nanoindentation pulse width and wavelength is given in Table 6 and FIGS. The figure shows the elastic modulus versus displacement into the surface of the processed edge for 16 samples for each combination. Of the three combinations using a pulse width of 100 fs, the 800 nm sample (set number 5) shows the fastest convergence. Of the two combinations at 10 ps, the elastic modulus converges significantly faster at the wavelength of 532 nm. From a comparison of the 100 fs / 800 nm and 10 ps / 532 nm results, it can be seen that the fastest convergence of the overall modulus is provided by the 10 ps / wavelength 532 nm combination.
Figure 0006270074

引張り試験
加工済み縁部の表面領域の引張り試験を、100ps/800nm及び10ps/532nmのパルス幅/波長の組合せで加工されたサンプルについて実施した。試験は、従来の引張り試験機を使用して、レーザ加工済み基材の表面領域から作成された「犬の骨」形状のサンプルに対して実施した。100fs/800nmサンプル及び10ps/532nmサンプルについての詳細が、それぞれ表7及び表8に与えられている。

Figure 0006270074

Figure 0006270074
Tensile Test Tensile testing of the surface area of the processed edge was performed on samples processed with pulse width / wavelength combinations of 100 ps / 800 nm and 10 ps / 532 nm. The test was performed on a “dog bone” shaped sample made from the surface area of a laser processed substrate using a conventional tensile tester. Details for the 100 fs / 800 nm and 10 ps / 532 nm samples are given in Table 7 and Table 8, respectively.
Figure 0006270074

Figure 0006270074

表9は、引張り試験の結果をまとめたものである。最も注目すべき特性の違いは、破断伸びである。10ps/532nmサンプルは、100fs/800nmサンプルより2.5倍を超える、又は約60%大きい伸びがあった。したがって、前者のサンプルの方が、著しく高い破壊抵抗力を有する。

Figure 0006270074
Table 9 summarizes the results of the tensile test. The most notable difference in properties is the elongation at break. The 10 ps / 532 nm sample had an elongation over 2.5 times or about 60% greater than the 100 fs / 800 nm sample. Therefore, the former sample has significantly higher fracture resistance.
Figure 0006270074

材料結果の概要
サンプルのセットについて材料結果の概要が表10に提供されている。10ps/532サンプルが最良の特性を有する。

Figure 0006270074
Summary of Material Results A summary of material results is provided in Table 10 for a set of samples. 10 ps / 532 sample has the best properties.
Figure 0006270074

加工済み縁部の品質
加工済み縁部の品質を、側壁のSEM画像の観察を通して調査した。粗さの原因の1つは、気化した基材材料の再堆積である。図14〜17は、100fs/800nm、100fs/400nm、10ps/355nm、及び10ps/532nmでそれぞれ加工されたステントの側壁を示すSEM画像を示している。10ps/532nmの組合せで加工された側壁が、最も滑らかな加工済み縁部を有する。
Processed Edge Quality Processed edge quality was investigated through observation of sidewall SEM images. One source of roughness is redeposition of vaporized substrate material. FIGS. 14-17 show SEM images showing stent sidewalls processed at 100 fs / 800 nm, 100 fs / 400 nm, 10 ps / 355 nm, and 10 ps / 532 nm, respectively. Sidewalls processed at the 10 ps / 532 nm combination have the smoothest processed edges.

上記の例は、波長532nmが切削速度の、熱影響及び光化学作用との最も良好なバランスをもたらすことを示している。この方法は、0と1の間で任意のL−ラクチド対グリコリドのモル比を有するポリ(L−ラクチド−コ−グリコリド)に適用することができる。また、レーザシステム及びその設定は、Ta−Nb−W、及びCo−Cr合金など、金属基材を切削するために適用することもできる。   The above example shows that the wavelength of 532 nm provides the best balance of cutting speed with thermal effects and photochemical effects. This method can be applied to poly (L-lactide-co-glycolide) having any L-lactide to glycolide molar ratio between 0 and 1. The laser system and its settings can also be applied to cut metal substrates such as Ta—Nb—W and Co—Cr alloys.

本発明の特定の実施形態について示し述べたが、本発明から逸脱することなしにそのより広い態様において変更及び修正を加えることができることが、当業者には明らかであろう。したがって、添付の特許請求の範囲は、それらの範囲内に、本発明の真の精神及び範囲内に入るそのような変更及び修正すべてを包含することになる。
While particular embodiments of the present invention have been shown and described, it will be apparent to those skilled in the art that changes and modifications can be made in its broader aspects without departing from the invention. Accordingly, the appended claims are to encompass within their scope all such changes and modifications as fall within the true spirit and scope of this invention.

Claims (12)

ステントを形成するために基材をレーザ加工する方法であって、
薄壁のポリマー基材を用意するステップと、
前記壁を通って切削する、所定のパルス幅及び波長を有するレーザビームで、前記薄壁のポリマー基材をレーザ加工し、加工済み縁部表面を有する構造要素を形成するステップであり、前記レーザビームが、前記加工済み縁部表面に隣接する表面領域内で前記基材を改変し、前記改変が、前記レーザビームのレーザエネルギーによって前記表面領域おける固体塊をガスへ変換することによって形成されたボイドを含む、ステップと、
前記ボイドが深さ2μm以下で存在するように前記パルス幅及び波長を選択するステップと、
を含む方法。
A method of laser processing a substrate to form a stent, comprising:
Providing a thin-walled polymer substrate;
The cutting through the thin wall, a laser beam having a predetermined pulse width and wavelength, the polymeric substrate of the thin wall and the laser processing, a step of forming a structural element having a machined edge surface, wherein A laser beam modifies the substrate in a surface region adjacent to the processed edge surface, and the modification is formed by converting a solid mass in the surface region into a gas by the laser energy of the laser beam. Including a void, a step,
Selecting the pulse width and wavelength so that the void exists at a depth of 2 μm or less;
Including methods.
前記ボイドの直径は、1μm未満である、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the void has a diameter of less than 1 μm . 前記ポリマーがPLLA又はPLGAである、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the polymer is PLLA or PLGA. 前記ポリマーがPLLAであり、前記波長が532nmであり、前記パルス幅が、10ps以下、1ps以上である、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the polymer is PLLA, the wavelength is 532 nm, and the pulse width is 10 ps or less, 1 ps or more. 前記繰返し率が80〜100kHzである、請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the repetition rate is 80 to 100 kHz. 前記選択されたレーザビームのパルス幅及び波長が、熱的な切除及び非熱的な切除から生じる、前記加工済み縁部表面に隣接する前記表面領域に対する損傷を最小限に抑え、
前記最小限に抑えられる損傷が、非熱的な切除から生じる前記ボイドで構成される、請求項1に記載の方法。
The pulse width and wavelength of the selected laser beam minimize damage to the surface region adjacent to the processed edge surface resulting from thermal and non-thermal ablation;
The method of claim 1, wherein the minimal damage is comprised of the void resulting from non-thermal ablation.
前記ポリマーがPLLAであり、前記波長及び前記パルス幅が、緑色範囲内及び1〜10psに調整される、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the polymer is PLLA and the wavelength and the pulse width are adjusted in the green range and to 1-10 ps. 前記レーザビームによって加工される前記基材のある領域で冷却ガスをさらに導く、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, further directing a cooling gas in an area of the substrate that is processed by the laser beam. 前記ボイドを含む前記表面領域の厚さは、1〜2μmである、請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the surface region including the void has a thickness of 1 to 2 μm . 前記レーザビームのパルス当たりの平均パワーは、0.5〜4Wである、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the average power per pulse of the laser beam is 0.5-4 W. 薄壁のPLLAポリマー管を前記管の外部表面に向けられたレーザビームでレーザ加工することによって形成された複数の、相互接続された構造要素であって、前記レーザビームは、前記管の壁の選択された部分を除去するように前記ポリマー管の前記壁を通って切削して、レーザ加工済み縁部表面に対応する側壁を有する前記構造要素を形成する、構造要素を備えるポリマーステント本体であって、
前記構造要素は、前記ステントが圧着及び展開されるときに応力及びひずみを受ける複数の曲り又は複数のクラウンを備え、構造要素は、前記複数の曲り又は複数のクラウンを接続し、
前記複数の曲り又は複数のクラウンの前記側壁に隣接する表面領域及び前記複数の曲り又は複数のクラウンを接続する前記構造要素が、前記レーザビームの、前記管との相互作用によって引き起こされた損傷を有し、
前記損傷が、前記表面領域内で分散されたボイド又は気泡を含み、
前記ボイド又は気泡は、前記レーザ加工済み縁部表面から1〜2μmの深さまで延在し、前記ボイド又は気泡は、1μm未満の直径を有する、ポリマーステント本体。
A plurality of interconnected structural elements formed by laser machining a thin-walled PLLA polymer tube with a laser beam directed to the outer surface of the tube, wherein the laser beam is formed on the wall of the tube A polymer stent body comprising a structural element that is cut through the wall of the polymer tube to remove selected portions to form the structural element having a side wall corresponding to a laser processed edge surface. And
The structural element comprises a plurality of bends or crowns that are subjected to stress and strain when the stent is crimped and deployed; the structural element connects the plurality of bends or crowns;
The surface region adjacent to the side walls of the plurality of bends or crowns and the structural element connecting the plurality of bends or multiple crowns may cause damage caused by the interaction of the laser beam with the tube. Have
The damage includes voids or bubbles dispersed within the surface region;
The polymer stent body, wherein the voids or bubbles extend from the laser processed edge surface to a depth of 1-2 μm , and the voids or bubbles have a diameter of less than 1 μm .
前記損傷が、前記レーザ加工済み縁部表面からの距離に伴う前記ポリマーの弾性率の変動をさらに含み、前記弾性率の前記変動、前記レーザ加工済み縁部表面からμm以下の距離において収束する、請求項11に記載のポリマーステント本体。 Converging the injury, further comprising a variation of the elastic modulus of the polymer with distance from the laser machined edge surface, the variation of the elastic modulus, at a distance of 5 [mu] m or less from the laser machined edge surface The polymer stent body according to claim 11.
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